纳米流体装置利用盐度差异发电

全世界海岸线上还有未开发的能源，这些能源来自海水和淡水之间的盐度差异。现在新的纳米设备可以利用这种差异来发展。美国伊利诺斯大学厄巴纳-香槟分校的研究人员设计了一种利用离子流动的纳米流体设备。这项研究发表在《纳米能源》号在线杂志上。

新设备可用于从海水和淡水边界的自然离子流中提取能量。当盐度不同的两种水相遇时（就像河流流入大海一样），盐分子可以从高浓度流到低浓度，而这一流的能量是由溶解的3——粒子组成的。

研究组设计了利用装置内移动的离子和电荷之间的“库隆电阻”现象的纳米级半导体设备。当离子通过设备中的狭窄通道时，电力使设备的电荷从一边移动到另一边，产生电压和电流。

通过模拟实验，我们发现了两种惊人的行为。起初，他们预测库隆电阻主要是由相反电荷之间的吸引力引起的，但模拟实验显示，即使电荷之间发生排斥，该装置也能很好地工作。带正电荷的离子和带负电荷的离子都有抵抗力。

此外，研究者还发现了放大效应。由于移动中的离子与设备的电荷相比质量很大，离子为电荷提供了大量的动量，从而扩大了潜在的电流。如果通道直径足够窄，可以保证离子和电荷之间的接近，这种效果与通道的特定分配或材料的选择无关。

研究员们正在研究如何将这种设备排列扩大到实际发展应用中。他们相信设备阵列的电力密度可以达到或超过太阳能电池，设备阵列在生物医学传感器和纳米流体工程等其他领域也将有更大的潜在应用。